черта

  • Субекти
  • Обобщение
  • Въведение
  • материали и методи
  • Проба за откриване
  • Генотипиране
  • статистически анализ
  • Биоинформатичен анализ.
  • Репликационни проби
  • Консорциум по психиатрична геномика (PGC)
  • Семейно проучване на Еразъм Рукфен (ERF)
  • Резултати
  • Анализ на следите
  • Дискусия
  • Допълнителна информация
  • Word документи
  • Допълнителна информация

Субекти

  • Нарушения на аутистичния спектър
  • Проучвания за асоцииране в целия геном

Обобщение

Въведение

Разстройството от аутистичния спектър (ASD) е неврологично разстройство, характеризиращо се с дефицити в социалната комуникация и социално взаимодействие и ограничени и повтарящи се модели на дейности и поведение с ранно начало на развитието. 1 ASD обаче е психиатрична диагноза, основана на клинични критерии и тежестта на тези характеристики може да бъде измерена като количествени характеристики, които представляват континуум, който се простира върху общата популация, като ASD е в края на разпределението. 2 Други свързани, но не фундаментални характеристики са интелектуални увреждания, разстройство с дефицит на вниманието и медицински съпътстващи заболявания. 3 Разпространението на ASD се оценява на 62/10 000 4 със съотношение между момчетата и момичетата от

Въпреки че индивидуалният ефект на често срещаните варианти е скромен, техният комбиниран ефект може да бъде значителен. 25 В това проучване, в допълнение към оценката на ефекта на единични варианти при ASD, ние оценихме съвместния ефект на множество уникални варианти в гена в геномно-базиран генно-асоциативен анализ при пациенти с ASD от белгийска фламандска кохорта, които бяха генотипирани в плътна матрица за генотипиране.

материали и методи

Прегледът на дизайна на изследването и работния процес са илюстрирани на допълнителна фигура S1.

Проба за откриване

Пробата за откритие се състои от 160 ядрени белгийски фламандски семейства (657 индивида; допълнителна таблица S2). Семействата бяха наети да участват в проспективното проучване чрез Центъра за експерти по аутизъм (RCT) в Льовен. Всички пробанди се бяха виждали няколко пъти като част от тяхната програма за клинични грижи в RCT преди набирането. Семействата бяха помолени да участват, ако има поне едно дете с диагноза несиндромна ASD с неизвестен произход след клинично генетично проучване. От 160 семейства 55 са били мултиплекси (двама или повече братя и сестри с ASD), а 105 са били симплекси. В шест семейства бащата също е бил диагностициран с ASD, така че има 77,7% от засегнатите мъже и 22,3% от засегнатите жени със съотношение мъже към жени 3,5: 1. Сред тях 88,4% имат интелигентност нормална и висока, докато 11,6% са имали лека, умерена или тежка интелектуална недостатъчност.

Диагнозите на ASD са поставени от мултидисциплинарен екип в RCT в Льовен съгласно критериите на DSM-IV-TR (Американска психиатрична асоциация, 2000). Освен това участниците бяха оценени за количествена аутистична черта, използвайки холандската версия на скалата за социална реакция (SRS) и скалата за социална реакция за възрастни (SRS-A), предназначена да измерва социалното увреждане, свързано с ASD, в широк диапазон от тежест. 31, 32 бяха получени пълни въпросници за 490 пробанда, родители и братя и сестри. Сред засегнатите пациенти, които са имали SRS оценка, повечето са с нормален и висок интелект (86%). За всички участници получаваме писмено информирано съгласие. Това проучване е одобрено от Комитета по медицинска етика на университетските болници в Льовен.

Генотипиране

Генотипизирането на 657 индивида от кохортата на откритията е извършено в Центъра за човешка генетика в KU Льовен, Белгия, с помощта на HumanOmni2.5-8 BeadChip, който съдържа повече от 2,3 милиона обикновени единични нуклеотидни полиморфизми (SNP) и по-рядко от 1000 Проект за геном (малка честота на алела> 2,5%). SNP повикването е направено в Genome Studio 2011.1 с помощта на модула за генотипиране v1.9. Маркерите с честота на повикване −7) бяха премахнати от анализа. Проби с ниска честота на разговори (реф. 33) за идентифициране на несъответствия на Мендел, които по-късно бяха определени като липсващи.

статистически анализ

Репликационни проби

Консорциум по психиатрична геномика (PGC)

Беше направено търсене на основните констатации на едновариантни анализи на бинарен ASD фенотип и количествен аутистичен признак в най-новата PGC GWAS. Този набор от данни се състои от общо 6 495 трио родител-дете, които отговарят на диагностичните критерии за ASD и разполагат с данни за SNP за целия геном (//www.med.unc.edu/pgc).

Семейно проучване на Еразъм Рукфен (ERF)

Повторението на количествения анализ, базиран на гена на аутистични признаци, беше извършено в изследването на ERF, тъй като 1250 участници в тази кохорта бяха оценени за количествени аутистични признаци, използвайки теста на Baron-Cohen Autism Spectrum Quotient (AQ) и получената половина от тези участници (n = 615) са секвенирани, като по този начин се осигурява по-висока разделителна способност на генетично ниво. Лицата, чиито екзоми са секвенирани, са избрани въз основа на информация за фенотип с добро качество за широк кръг от субекти и следователно произволни по отношение на резултатите от AQ (допълнителна таблица S2). ERF е семейна кохорта, която произхожда от 22 двойки и обхваща 23 поколения. 41, 42 Проучването на ERF е одобрено от Комитета по медицинска етика на Еразъм MC, който е създаден съгласно OMM (Wet Medisch-wetenschappelijk Onderzoek met mensen). Писмено информирано съгласие беше получено от всички участници в проучването.

Секвенирането беше извършено на средна дълбочина 74 × с помощта на комплекта за улавяне на Nimblegen SeqCap EZ V2 на секвенсор Illumina Hiseq2000 (Illumina, Сан Диего, Калифорния, САЩ), използвайки протокола TruSeq Версия 3 в съоръжението за генотипиране на човека от Отделението по вътрешни болести, в Erasmus MC, Холандия. 43, 44 Четенията на последователността бяха подравнени към конструкция на човешкия геном 19 (hg19), като се използва уравнителят Burrows-Wheeler и тръбопроводът NARWHAL. 45, 46 След обработката те бяха наречени генетични варианти, използвайки инструмента GATK Unified Genotyper. 47 Варианти с ниско качество (QUAL −6) или ниска скорост на разговори (44 функционални анотации, използващи база данни с анотации SeattleSeq 138 (//snp.gs.washington.edu/SeattleSeqAnnotation138/).

Анализите на асоциацията на количествената аутистична черта, адаптирана към възрастта, пола и семейните взаимоотношения, бяха извършени с помощта на софтуера RVtests. Мета-анализът на генно-базирани резултати от пробата за откритие и ERF проучването беше извършен с помощта на комбинирания тест за вероятност на Fisher.

Резултати

Резултатите от анализа на асоциирането в целия геном за бинарния фенотип на ASD и количествената аутистична черта са илюстрирани в допълнителни фигури S3 и S4. Нито един вариант не надвишава прага на значимост за целия геном. Основните резултати от анализите на асоциирането са показани в таблици 1 и 2 за пробата за откриване и в допълнителни таблици S3 и S4 за семействата симплекс и мултиплекс поотделно. Сугестивна асоциация на бинарния фенотип ASD с два често срещани варианта (rs6452310; P стойност = 7.80 × 10 −8 и rs7700465; P стойност = 8.70 × 10 −6; Таблица 1) се наблюдава на хромозома 5p14.1, регион, известен преди. да бъдат свързани с ASD (Фигура 1). Двата варианта бяха в неравновесие на силна връзка (LD) (r 2 = 0,85) помежду си, но не и в LD с нито един от предварително идентифицираните варианти в тази област, свързани с ASD 23, 24 (r 2 варираше от 0,002 до 0,009, D 'варира от 0,02 до 0,33). Нито един от основните варианти на този анализ не показва доказателства за асоцииране в репликационната проба (Таблица 1).

Таблица в пълен размер

Таблица в пълен размер

Графика на регионална асоциация и скорост на рекомбинация на региона 5p14.1 и бинарния фенотип на ASD в кохортата на откриването. Лявата ос y представлява стойностите -log10 P за асоцииране с бинарния фенотип ASD в кохортата на откриването. Дясната ос y представлява скоростта на рекомбинация, а оста x представлява хромозомната позиция (геномната позиция се съгласува със сглобката hg19). Единичният SNP, свързан най-значително в този регион (rs6452310), се обозначава с лилав диамант. Околните SNP се засенчват според двойната им корелация (r2) с rs6452310. Генетичните анотации са показани под фигурата.

Изображение в пълен размер

Резултатите от генно-базиран анализ на геномната асоциация са илюстрирани в допълнителна фигура S5 за пробата за откриване и допълнителна таблица S5 за семействата симплекс и мултиплекс поотделно. Анализът на асоцииране, базиран на гени, разкрива значителна връзка на количествената аутистична черта и гена TTC25 (P-стойност = 3,4 × 10 −7) на хромозома 17 (Таблица 3). Тази асоциация не се ръководи от един вариант, а от девет варианта, четири от които показват номинално значима асоциация с количествен аутистичен признак (P стойност 2 = 1) с девет варианта, открити в усилващите хистонови марки и свързващите области. мотивите се променят като функция от вариативните алелни промени (допълнителна таблица S7). Генът също е номинално свързан с аутистичен признак в кохортата на ERF (P стойност = 0,045). Комбинираният ефект от 15 варианта в гена TTC25 (допълнителна таблица S8) в пробата за репликация е много по-малък (размер на ефекта = 1,75). Мета-анализът на пробите за откриване и репликация доведе до подобрен сигнал за асоцииране (P-стойност = 1,5 × 10 -8).

Таблица в пълен размер

Анализ на следите

Анализът на обогатяване на пътя, базиран на номинално значими гени в анализа на асоцииране, базиран на гени (допълнителна таблица S9), показва значително обогатен път на трансдукция на SMAD протеинов сигнал (P-стойност = 2 × 10 −5) и серия от категории обогатяване на развитието на храносмилателната система (допълнителна таблица S10).

Дискусия

В това проучване ние идентифицирахме нов ген TTC25, свързан с количествена аутистична черта. Асоциацията на гена TTC25 в кохортно проучване предполага, че генът може да има отношение към по-широк фенотип на ASD в общата популация. В допълнение, ние идентифицирахме пътя на трансдукция на сигнала на SMAD протеин и поредица от категории за развитие на храносмилателната система като значително обогатени с гени, номинално свързани с количествена аутистична черта. Освен това, нашето проучване предоставя допълнителни доказателства за предварително идентифицираната връзка на междугенни локуси при 5p14.1 с бинарния фенотип ASD.

Освен това открихме връзката на ASD с известния регион в 5p14.1. Това е един от малкото репликирани GWA региони, който включва дългия некодиращ РНК ген, MSNP1AS (moesin pseudogene 1, antisense) в риск от ASD. 66 Този регион също е свързан с фенотипове на социалния комуникационен спектър в общата популация, подкрепящ ролята на 5р14.1 като количествен локус на признака за ASD. 49 MSNP1AS показва много висока хомология на последователността на MSN X хромозомния транскрипт, който участва в развитието на мозъка. 66 MSNP1AS е свръхекспресиран (12,7 пъти) в мозъчната кора след смъртта на лица с ASD. 66 Интересното е, че най-големият ни успех не беше възпроизведен в извадката на PGC и обратно. Множеството различни варианти, открити в 5p14.1 регион 23, 24, могат да предполагат, че множество алели в един и същ регион участват в ASD.

В заключение, нашето проучване идентифицира нов ген TTC25, който е свързан с аутистичния признак в популацията с ASD, където по-голямата част от пациентите имат нормален интелект. Репликацията на асоциацията TTC25 в кохортно проучване предполага, че този ген може да бъде от значение и за по-широк фенотип на ASD в общата популация. Остава обаче да се прецени дали тези открития са валидни и за пациенти с ASD с интелектуални затруднения. TTC25 е свръхекспресиран във фронталната кора и тестисите и е известно, че участва в движението на ресничките и по този начин е интересен кандидат-ген за аутистичната черта. В допълнение, ние открихме значително обогатен път на трансдукция на сигнала на SMAD протеин и редица категории на развитието на храносмилателната система в количествения анализ на пътя на аутистичните признаци. Нашата констатация дава нова представа за генетичния фон на количествената аутистична черта.